JPS5928580B2 - 線状ポリシロキサンの製法 - Google Patents

線状ポリシロキサンの製法

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JPS5928580B2
JPS5928580B2 JP57207764A JP20776482A JPS5928580B2 JP S5928580 B2 JPS5928580 B2 JP S5928580B2 JP 57207764 A JP57207764 A JP 57207764A JP 20776482 A JP20776482 A JP 20776482A JP S5928580 B2 JPS5928580 B2 JP S5928580B2
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ジヨン・サイモン・ラツザノ
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02Silicon compounds
    • C07F7/21Cyclic compounds having at least one ring containing silicon, but no carbon in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、先ず最初にジフェニルジハロゲンシラン中の
全てのハロゲン原子をヒドロカルボノキシ基で置換する
ことによつてオクタフェニルシクロテトラシロキサンを
生成し、これより線状ポリシロキサンを製造する方法に
関するものである。
シリコーン油であれ、あるいは高粘度のシラノール基連
鎖停止ジオルガノポリシロキサンまたはトリオルガノシ
ロキサン基連鎖停止ジオルガノポリシロキサンであれ、
かかるシリコーン重合体中にある量のフェニル基が存在
すること、換言すればある濃度のジフェニルシロキサン
単位が存在することは多くの場合に所望されている。シ
リコーン油またはジオルガノポリシロキサン中にある濃
度のジフエニルシロキシ単位が存在することが所望され
る理由は、フエニル基がある程度の難燃性を付与すると
同時に、最終の硬化エラストマーの低温柔軟性を向上さ
せることにある。ジフエニルシロキシ単位を所望の濃度
で含有するシリコーン油またはジオルガノポリシロキサ
ンを製造するためには、アルカリ性転位触媒の存在下に
おいて、所望濃度のオクタフエニルシクロテトラシロキ
サンおよび他種のシクロテトラシロキサン(すなわちフ
エニル基以外の置換基を含有するシクロテトラシロキサ
ン)を平衡化すればよい。
かかる平衡化は高温(すなわち100〜250℃の温度
)下で実施され、そして所望濃度のジフエニルシロキシ
単位を含有する線状ジオルガノポリシロキサンが生成す
るまで継続される。平衡に達した時、反応混合物中に当
初使用されたシクロテトラシロキサンの通例約85%が
線状ジオルガノポリシロキサンに転化している一方、最
初のシクロテトラシロキサンの約15%が環状のままで
存在している。かかる平衡状態においては、シクロテト
ラシロキサンが線状ジオルガノポリシロキサンに転化し
ているのと同じ速度で、生成した線状ジオルガノポリシ
ロキサンが解重合してシクロテトラシロキサンに戻つて
いる。かかる平衡化反応の場合、トリオルガノシロキシ
単位で連鎖停止された線状ジオルガノポリシロキサンを
製造することが所望されるならば、十分な量の連鎖停止
剤が反応混合物に添加される。
かかる連鎖停止剤は、通例、トリオルガノシロキシ単位
で連鎖停止された三量体、四量体または五量体である。
このような方法に従えば、所望濃度のジフエニルシロキ
シ単位を含有しかつトリオルガノシロキシ単位で連鎖停
止された高粘度の線状ジオルガノポリシロキサンを得る
ことができる。
かかる重合体を当業界において公知のやり方で使用すれ
ば、加熱加硫型のシリコーンゴム組成物が製造できる。
もしシラノール基で連鎖停止された線状ジオルガノポリ
シロキサンを製造することが所望されるならば、生成し
た高粘度の重合体を採取し、次いでその中へ蒸気を通し
さえすればよい。その結果、低粘度の重合体、すなわち
25℃で1000〜1000000センチポイズの粘度
を有する重合体が生成される。こうして得られた重合体
は、所望濃度のジフエニルシロキシ単位を含有しかつシ
ラノール基で連鎖停止されたジオルガノポリシロキサン
である。トリオルガノシロキシ単位で連鎖停止されたジ
オルガノポリシロキサンを前述の方法に従つて製造した
場合、それは連鎖停止剤の使用量に応じ25℃で100
0〜200000000センチポイズの粘度を有し得る
かかる重合体は、シリコーン油や各種の油圧液として、
あるいは前述のごとく所望濃度のジフエニルシロキシ単
位を含有する加熱加硫型シリコーンゴム組成物製造用の
基油として使用することができる。以上の説明に関連し
て指摘されるべきことは、平衡化反応の場合、シクロト
リシロキサンやシクロペンタシロキサンではなくてシク
ロテトラシロキサンを使用するのが最も望ましいという
点である。
なぜなら、平衡化反応においては、シクロテトラシロキ
サンを使用すると所望の線状ジオルガノポリシロキサン
が最高の効率で得られるからである。なお、所望の線状
ジオルガノポリシロキサンをできるだけ高い効率で得る
ためには、シクロテトラシロキサンができるだけ純粋で
あることも必要である。それ故、かなり純粋なオクタフ
エニルシクロテトラシロキサンを製造するため、次のよ
うな方法が従来使用されてきた。
先ず、ジフエニルジクロルシランの加水分解によつてジ
フエニルシランジオールが生成される。かかるジフエニ
ルシランジオールに水と混和しない溶媒(たとえばトル
ヱン)の一定量が添加され、次いでアルカリ性転位触媒
(たとえば水酸化カリウム)が添加され、こうして得ら
れた混合物が還流させられる。かかる還流は、ジフエニ
ルシランジオールから最大濃度のオクタフエニルシクロ
テトラシロキサンが生成するまで続けられる。このよう
なオクタフエニルシクロテトラシロキサンの製造方法の
場合、予想される通り、還流工程におけるオクタフエニ
ルシクロテトラシロキサンの収量を最大にするためには
できるだけ高い純度のジフエニルシランジオールを使用
する必要がある。
しかるに、従来の加水分解工程によつてジフエニルジク
ロルシランから高純度のジフエニルシランジオールを得
ることは困難であつた。なぜなら、ジフエニルジクロル
シランを加水分解した場合、加水分解混合物中に生成し
た塩化水素がジフエニルシランジオールを縮合させて二
量体、三量体、五量体およびその他各種の物質を生成す
る傾向があり、そしてかかる物質がジフエニルシランジ
オールの収量を低下させるからである。そこで、ジフエ
ニルジクロルシランから最大収量のジフエニルシランジ
オールを得るために、水および安定剤としての極性溶媒
(とりわけ多量の極性溶媒)の存在下でジフエニルジク
ロルシランを加水分解するという方法が採用された。か
かる極性溶媒の最も安価なものとしてしばしば使用され
てきたのはアセトンである。更にまた、ジフエニルジク
ロルシランの加水分解時に生成した塩酸を中和しかつP
H5〜9の緩衝液を生み出すため、加水分解混合物中に
は多量の重炭酸ナトリウムも使用されてきた。このよう
に多量の極性溶媒および重炭酸ナトリウムを使用した場
合には、確かに従来方法より多量のジフエニルシランジ
オールが生成されるけれど、かかる方法にも幾つかの欠
点が伴なつていた。
第一には、加水分解混合物が厳密に中性(すなわちPH
約7)でない限り、生成したジフエニルシランジオール
はやはり縮合して二量合、三量体および五量体を生成す
る傾向を有する。また、多量の極性溶媒(たとえばアセ
トン)が使用される結果、大形の容器が必要となる上、
塩化ナトリウムを溶解した多量の極性溶媒が副生物とし
て生成するという欠点も存在する。
かかる極性溶媒と塩化ナトリウムとの混合物は、廃棄す
るにしても工程に再循環させるにしても極めて困難であ
る。それどころか、今日のような水質汚染状況の下では
、かかる極性溶媒の廃棄は一層大きな問題となつている
。それ故、本発明の目的はオクタフエニルシクロテトラ
シロキサンを簡単かつ効率的に製造する方法を提供する
ことにある。
また、再循環させたり廃棄したりするのが困難なほど多
量の極性溶媒を使用することなしにオクタフエニルシク
ロテトラシロキサンを製造する方法を提供することも本
発明の目的の1つである。
更にまた、廃棄が容易であつて汚染の問題を引起さない
ような溶媒および物質しか生成することなしにオクタフ
エニルシクロテトラシロキサンを製造する方法を提供す
ることも本発明の目的の1つである。更にまた、ジフエ
ニルジクロルシランから最大収量のオクタフエニルシク
ロテトラシロキサンを製造する方法を提供することも本
発明の目的の1つである。
本発明の上記およびその他の目的は、以下に記載される
方法によつて達成される。
さて本発明に従えば、(a)式 (ここに、Xはハロゲン原子であり、しかも他のハロゲ
ンシランは痕跡量しか含有されていない)で表わされる
ジフエニルジハロゲンシランを式(ここに、Rは8個ま
での炭素原子を有する1価の炭化水素基および1価のハ
ロゲン化炭化水素基の中から選ばれた1員である)で表
わされるアルコールまたは50(モル)%までの水と残
部の前記アルコールとの混合物と接触させることにより
、実質的に式(ここに、Rは前記に定義された通りであ
る)で表わされる反応生成物を生成させ、(b)生成し
た酸を除去し、(c)水、水と混和しない有機溶媒およ
びアルカリ性転位触媒を前記反応生成物に添加し、それ
から(d)こうして得られた反応混合物を40〜80゜
Cに加熱して所望のオクタフエニルシクロテトラシロキ
サンを生成させかつアルコール副生物を除去することの
諸工程から成るオクタフエニルシクロテトラシロキサン
の製造方法が提供される。
更に、1〜6時間にわたる加熱の後、反応混合物に酸を
添加することによつて反応混合物が5〜10ppmだけ
酸性またはアルカリ性となるようにアルカリ性転位触媒
が中和される。次いで、反応混合物を100℃以上に加
熱することにより、反応混合物中の全ての水が有機溶媒
と共沸的に除去される。反応混合物から全ての水が除去
された後、反応混合物を室温に冷却すれば、最大量のオ
クタフエニルシクロテトラシロキサンが有機溶媒溶液か
ら沈殿することになる。一般的に言えば、ジフエニルジ
ハロゲンシランをアルコールと接触させる本発明方法の
最初の工程においては、アルコールがジフエニルジハロ
ゲンシラン1モル当り少なくとも2.0モルの割合で添
加される。
アルカリ性転位触媒の存在する還流工程においては、水
がアルコキシル化ジフエニルシラン1モル当り1.0〜
4.0モルの割合で添加され、かつ水と混和しない有機
溶媒がアルコキシル化ジフエニルシラン1モル当り少な
くとも2モルの割合で添加される。また、アルカリ性転
位触媒は10〜5000ppmの濃度で使用される。な
お水と混和しない有機溶媒としては、高温下でオクタフ
エニルシクロテトラシロキサンを溶解するものであれば
任意の無極性有機溶媒が使用できるとは言え、トルエン
、キシレン、ヘプタン、オクタンおよびシクロヘキサン
の中から選ばれた1員を使用することが好ましい。本発
明方法において使用するのに好適なアルコールはメタノ
ール、エタノール、プロパノールおよびブタノールであ
る。
上記に定義されたアルコール中のR基は、8個までの炭
素原子を有する1価の炭化水素基および1価のハロゲン
化炭化水素基の中から選ばれる。
かかる基としては、アルキル基たとえばメチル基、エチ
ル基、ヘキシル基、プロピル基など、シクロアルキル基
たとえばシクロヘキシル基、シクロヘプチル基など、単
核アリール基たとえばフエニル基、メチルフエニル基、
エチルフエニル基など、アルケニル基たとえばビニル基
、アリル基など、およびアルキルオキシアルキレン基た
とえばメチルオキシエチレン基などが挙げられる。とは
言え、R基は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基お
よびアルキルオキシアルキレン基の中から選ばれること
が好ましい。本発明方法の場合、出発物質はジフエニル
ジハロゲンシランである。
とは言え、最も安価であることから見れば、ジフエニル
ジクロルシランが最も好適である。それ故、この出発物
質について述べれば、ジフエニルジクロルシランがその
1モル当り少なくとも2.0モルのアルコールと混合さ
れる。その際には、ジフエニルジクロルシラン中の塩素
原子がヒドロカルボノキシ基で完全に置換されるよう、
ジフエニルジクロルシラン1モル当り少なくとも2モル
のアルコールを使用することが好ましい。本発明方法の
最初の工程においては50〜100%過剰量のアルコー
ルを使用することもできるが、アルコキシル化ジフエニ
ルシランの生成後に反応混合物から過剰のアルコールを
留去するために追加のストリツピング工程が必要となる
ばかりで利益はない。この場合の反応は室温またはそれ
以下の温度で実施することが好ましい。望ましくは、ジ
フエニルジクロルシランにアルコールが添加される。な
ぜなら、かかる添加操作によれば反応混合物の温度は最
初に室温以下まで低下し、そして混合完了時でも室温に
維持されるからである。本発明方法の最初の工程におい
てはまた、50(モル)%までの水と残部のアルコール
との混合物をジフエニルジクロルシラン1モル当り少な
くとも2.0モルの割合で使用し得ることも指摘される
べきである。なお本発明方法においては、相当に純粋な
ジフエニルジクロルシランすなわち他のクロルシラン(
とりわけフエニル基含有クロルシラン)のごとき不純物
を最高でも約1(重量)%しか含有しないジフエニルジ
クロルシランから出発することが必要である。このよう
に本発明においては、アルコールまたは水とアルコール
との混合物をジフエニルジクロルシランに添加し、しか
も全てのアルコールまたは水とアルコールとの混合物が
添加されてしまうまで反応混合物を室温またはそれ以下
の温度に維持しながら攪拌することが好ましい。
本発明方法に従つて全てのアルコールが添加されれば、
実質的にアルコキシル化されたジフエニルシランまたは
アルコキシル化されたテトラフエニルニ量体が得られる
ことになる。かかる混合工程は、通例、約%〜4時間を
要する。その後、反応混合物を25〜60℃で%〜3時
間にわたつて加熱することにより、過剰のアルコールが
完全に留去されると同時に、生成した塩化水素もほぼ完
全に除去される。本発明方法の他の工程を施されるまで
一定期間にわたつて貯蔵すべき場合には、かかるアルコ
キシル化ジフエニルシランまたはテトラフエニルニ量体
をできるだけ中性にする必要がある。
そうすれば、1年もの期間にわたつてそれは安定性を保
ち得る。そのためには、水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、重炭酸ナトリウム、水酸化アンモニウムおよびそ
の他の塩基の中から選ばれた塩基をアルコキシル化ジフ
エニルシランまたはテトラフエニルニ量体に添加し、そ
れによつて溶解している塩化水素を中和すればよい。結
局、アルコキシル化ジフエニルシランまたはテトラフエ
ニルニ量体は最終的に5〜9のPHを有することが好ま
しい。全部または大部分の塩化水素が除去された後、ア
ルコキシル化ジフエニルシランまたはテトラフエニルニ
量体をできるだけ中和するために重炭酸ナトリウムを添
加してもよい。このように重炭酸ナトリウムまたはその
他の弱塩基を添加した後、なおも残留する水や塩化水素
を完全に留去するために25〜60℃の範囲内の加熱工
程を追加することもできる。かかる加熱工程は、塩基の
添加後、%〜3時間にわたつて実施すればよい。中和後
のアルコキシル化ジフエニルシランまたはテトラフエニ
ルニ量体は極めて安定であつて、1年以上もの期間にわ
たつて貯蔵してもシラン基同士の縮合や重合は見られな
い。
本発明方法の次の工程においては、水と混和しない無極
性有機溶媒がアルコキシル化ジフエニルシランまたはテ
トラフエニルニ量体を完全に溶解するだけの量で添加さ
れる。
かかる有機溶媒の実例としては、オクタン、ヘプタン、
シクロヘキサン、ミネラルスピリツト、ベンゼン、トル
エン、キシレンおよびその他公知の炭化水素溶媒が挙げ
られる。その際には、アルコキシル化ジフエニルシラン
またはテトラフエニルニ量体1モル当り少なくとも2モ
ルの有機溶媒を添加することが好ましい。とは言え、本
発明方法のこの工程において添加される有機溶媒の量は
添加される他の反応体の量にも依存する。すなわち、ア
ルコキシル化ジフエニルシランまたはテトラフエニルニ
量体には、その1モル当り1.0〜4.0モルの水もま
た添加される。その際には、アルコキシル化ジフエニル
シランまたはテトラフエニルニ量体1モル当り少なくと
も1モルの水を添加しなければならないが、その理由は
アルコキシル基を完全に加水分解するのに必要だからで
ある。他方、アルコキシル化ジフエニルシランまたはテ
トラフエニルニ量体1モル当り4.0モルまでの水が添
加できる。とは言え、過剰の水は何ら有用でないばかり
か、水およびアルコキシル化ジフエニルシランまたはテ
トラフエニルニ量体を溶解するために多量の有機溶媒の
使用を必要とする。なお、二量体とは酸素原子によつて
結合された2個のケイ素原子を有する線状シロキサンの
ことである。本発明方法のこの工程においては、10〜
30%過剰量の水すなわちアルコキシル化ジフエニルシ
ランまたはテトラフエニルニ量体1モル当り1.1〜1
.3モルの水を使用することが最も好ましい。
そうすれば、アルコキシル基を完全に加水分解するのに
十分な水が存在すると同時に、アルコキシル化ジフエニ
ルシランまたはテトラフエニル■体a一相系内に溶解さ
れた状態に保つために多量の有機溶媒を使用しなくても
済む。本発明方法のこの工程において単一相系が要求さ
れる理由は、後記に指摘される通り、還流が必要であり
、そして還流を適切に実施するためには単一相系が必要
だからである。このように水、水と混和しない有機溶媒
およびアルコキシル化ジフエニルシランまたはテトラフ
エニルニ量体から成る反応混合物にはまた、アルカリ性
転位触媒も添加される。
適当なアルカリ性転位触媒としては、勿論、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、カリウムやナトリウムの第四
アンモニウム塩および水酸化セシウムが挙げられる。か
かるアルカリ性転位触媒は反応混合物中において10〜
5000ppmの濃度で使用される。10ppm以下で
は反応を進行させるのに十分な濃度のアルカリ性転位触
媒が存在するとは言えない。
5000ppm以上では、アルカリ性転位触媒が多過ぎ
るためにシランと反応してカリウムシラノラートを生成
し、従つて所望の生成物の収量が低下する。
これらの成分を混合した後、絶えず攪拌しながら反応混
合物を1〜6時間好ましくは1〜3時間にわたつて加熱
すれば、所望のオクタフエニルシクロテトラシロキサン
が生成される。かかる加熱工程は極めて徐々に実施する
必要がある。すなわち、加熱工程の前半においては、反
応混合物を25〜60℃好ましくは60℃以下(たとえ
ば50℃)に加熱しなければならない。そうすれば、反
応の初期段階において生成したアルコール副生物は反応
混合物から留去され、しかもその放出が激し過ぎること
もない。反応の初期段階においては、予想される通り、
多量のアルコール副生物が生成するが、これは60℃に
近くかつそれよりやや低い温度(50〜55℃)におけ
る加熱によつて留去することが望ましいわけである。反
応混合物を絶えず攪拌しながら実施される加熱工程の後
半においては、温度を60℃以上に上昇させてもよいが
、80℃以下には維持しなければならない。その結果、
一層多くの水および残りのアルコール副生物が留去され
る。反応混合物はまだアルカリ性転位触媒を含有してい
るから、それが中和されない内は温度が80℃を越えな
いようにすることが好ましい。指摘されたごとく、成分
を絶えず攪拌しかつ所望の縮合生成物を生成させるため
、かかる反応は還流下で実施される。その結果、大部分
のアルコキシル化ジフエニルシランはオクタフエニルシ
クロテトラシロキサンに転化される。指摘されたごとく
1〜6時間あるいはそれ以上にわたつて反応を進行させ
、それによつて最大量のオクタフエニルシクロテトラシ
ロキサンを生成させた後、アルカリ性転位触媒を中和す
るのに十分な酸が反応混合物に添加される。かかる酸の
実例としては、硫酸、トルエンスルホン酸、酢酸、塩酸
および硝酸が挙げられる。とは言え、所望のオクタフエ
ニルシクロテトラシロキサンに影響を及ぼさない点から
見れば、塩酸を使用することが最も好ましい。なお、反
応混合物が次の加熱工程において安定であるためには、
5〜10ppmの酸または塩基濃度に達するまで中和を
行なう必要がある。本発明方法の以上の工程により、指
摘されたごとく、所望のオクタフエニルシクロテトラシ
ロキサンが生成され、かつ大部分のアルコール副生物お
よび一部の水が留去された。
そこで、反応混合物中に生成したアルコール副生物およ
び水の残りを留去するためには、中和後の有機溶媒相を
80〜130℃に加熱すればよい。その結果、以前の反
応において生成したアルコール副生物および水の残りは
共沸的に除去されることになる。かかる蒸留工程は1〜
8時間にわたつて実施すればよい。有機溶媒相の試験に
より、全部または実質的に全部の水が反応混合物から除
去されたことが確認されれば、今や反応混合物は所望の
オクタフエニルシクロテトラシロキサンおよびその他の
シクロシロキサンやシラン副生物の溶解された有機溶媒
のみから成ることになる。有機溶媒および望ましくない
シクロシロキサンやシラン副生物から所望のオクタフエ
ニルシクロテトラシロキサンを高純度で分離するために
は、反応混合物を室温に冷却してオクタフエニルシクロ
テトラシロキサンを沈殿させればよい。かかる方法を用
いた場合、最初のジフエニルジハロゲンシランから見て
70〜80%の収率で高純度のオクタフエニルシクロテ
トラシロキサンを得ることが可能である。以上の記載か
られかる通り、本発明方法においては過大な量の極性溶
媒は使用されないし、また水と混和しない有機溶媒の量
も過大ではない。
しかも、塩を含んだ溶媒廃液が生じることもない。その
上、全てのアルコール副生物は高純度で留去されるから
、再蒸留後に工程へ再循環させることもできる。本発明
方法によつて生成されたオクタフエニルシクロテトラシ
ロキサンを使用すれば、各種の線状ジオルガノポリシロ
キサンを製造することができる。
そのためには、オクタフエニルシクロテトラシロキサン
が採取され、そして式(R′2Si0)xで表わされる
シクロシロキサン、式(RζSi)20で表わされる連
鎖停止剤および150〜500ppmのアルカリ性転位
触媒と混合される。上記式中、R″およびR2は1〜8
個の炭素原子を有するアルキル基、シクロアルキル基お
よびアルキレン基たとえばメチル基、エチル基、ビニル
基、アリル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基な
どの中から選ばれた1員、そしてxは3〜8の整数であ
る。使用し得るその他の連鎖停止剤としては、3、4、
5または6個のシロキシ単位から成りかつトリオルガノ
シロキシ単位すなわちRζSiO単位で連鎖停止された
任意の線状ジオルガノポリシロキサンが挙げられる。な
お、式中のR2は前記に定義された通りである。かかる
混合物における連鎖停止剤の濃度は所望の重合体の連鎖
の長さに依存する。オクタフエニルシクロテトラシロキ
サンおよび式(ビ,SiO)xのシクロシロキサンの濃
度もまた、最終重合体において所望されるジフエニルシ
ロキシ単位およびK2SiO単位の量に依存する。アル
カリ性転位触媒は上記の濃度で使用される。その理由は
、100ppm以下では所要の触媒活性が得られず、ま
た500ppm以上では所望の高粘度重合体が生成され
ないからである。こうして得られた混合物は、R23S
iO+単位で連鎖停止された線状ジオルガノポリシロキ
サンが生成されるまで、0.5〜30時間好ましくは0
.5〜20時間にわたつて100〜170℃に加熱され
る。一般に、かかる反応は85%のシクロシロキサンが
線状ジオルガノポリシロキサンに転化した平衡状態に達
するまで実施される。かかる平衡状態においては、シク
ロシロキサンが線状ジオルガノポリシロキサンに転化し
ているのと同じ速度で、生成した線状ジオルガノポリシ
ロキサンが解重合してシクロシロキサンに戻つている。
このような85%平衡点またはその他所望の平衡点に達
した後、反応が停止され、そして前述の中和工程に関し
て列挙された酸の1種(たとえばトルエンスルホン酸)
でアルカリ性転位触媒が中和される。次いでシクロシロ
キサンを留去すれば、25℃で100000〜2000
00000センチポイズの粘度を有しかつ所望濃度のジ
フエニルシロキシ単位を含有する線状ジオルガノポリシ
ロキサンが残留することになる。もし25℃で1000
〜1000000センチポイズの粘度を有しかつシラノ
ール基で連鎖停止された線状ジオルガノポリシロキサン
を製造することが所望されるならば、上記のごとくにし
て得られた高粘度の重合体すなわち25℃で10000
0〜200000000センチポイズの粘度を有しかつ
トリオルガノシロキシ単位で連鎖停止された線状ジオル
ガノポリシロキサンを採取し、そして蒸気と接触させれ
ばよい。
その結果、長鎖の重合体が分断され、そしてシラノール
基で連鎖停止された短鎖(従つて低分子量)の重合体が
生成されることになる。別の方法としては、トリオルガ
ノシロキシ単位で連鎖停止された高粘度の線状ジオルガ
ノポリシロキサンに所望量の水を添加し、次いでかかる
混合物を100〜250℃の温度下で平衡化してもよい
この場合にもまた、所望濃度のジフエニルシロキシ単位
を含有しかつシラノール基で連鎖停止された所望粘度の
線状ジオルガノポリシロキサンが生成される。更に別の
方法としては、適当量のシクロテトラシロキサンに適当
量の水を添加し、次いでかかる混合物をアルカリ性転位
触媒の存在下で平衡化してもよい。
トリオルガノシロキシ単位で連鎖停止された低粘度の線
状ジオルガノポリシロキサンすなわち25℃で1000
〜100000センチポイズの粘度を有する重合体は、
シリコーン油として、シリコーン潤滑組成物の成分とし
て、あるいはその他各種の用途において使用できる。
所望濃度のジフエニルシロキシ単位を含有しかつトリオ
ルガノシロキシ単位で連鎖停止された高粘度の線状ジオ
ルガノポリシロキサンすなわち25℃で100000〜
200000000センチポイズの粘度を有する重合体
は、加熱加硫型シリコーンゴム組成物の製造にとつて特
に有用である。
その場合には、かかる重合体中に各種の充填剤たとえば
フユームドシリカや沈降シリカが混入される。
また、当業界において公知のごとく、かかる充填剤と共
にその他の充填剤たとえばケイソウ土、酸化亜鉛、酸化
チタンなど並びに各種の熱老化抵抗性および難燃性誘起
成分たとえば白金錯体を使用することもできる。こうし
て得られた混合物に顔料および触媒(たとえば過酸化物
触媒)を添加した後、最終組成物を150〜250℃の
高温下で加硫すれば、電気絶縁材や耐候材のごとき多数
の用途を有するシリコーンエラストマーが形成される。
本発明の重合体が利用可能なかかる加熱加硫型シリコー
ンゴム組成物の実例は、たとえば、1971年10月1
3日に提出された[自己融着性の加熱加硫型シリコーン
ゴム]と題するデツーバ、ペルカーおよびセリン(De
Zuba.Berger&Selln)の米国特許出願
第297195号明細書中に記載されている。
所望濃度のジフエニルシロキシ単位を含有しかつシラノ
ール基で連鎖停止された低粘度の線状ジオルガノポリシ
ロキサンは、一液性または二液性の常温加硫型シリコー
ンゴム組成物の製造用として使用できる。
その場合には、当業界において公知のごとく、かかる線
状ジオルガノポリシロキサンに充填剤、架橋剤(たとえ
ばケイ酸アルキルまたはトリアシルオキシアルキルシラ
ン)およびその他の成分(たとえば粘度降下剤、接着促
進剤、難燃剤など)が混合される。かかる混合物から製
造された一液性または二液性の常温加硫型シリコーンゴ
ム組成物を室温下で加硫すれば、シーラントおよびその
他多数の用途にとつて有用なシリコーンエラストマーが
形成される。当業界において公知のかかる組成物の実例
は、たとえば、ランベ(Lampe)の米国特許第36
96090号およびシヨ一(Shaw)の同第3701
753号明細書中に記載されている。
更にまた、シラノール基で連鎖停止された重合体を上記
のごとくに使用すれば、トリアルコキシアルキルシラン
を架橋剤とした一液性の常温加硫型シリコーンゴム組成
物を製造することもできる。こうして得られた一液性の
常温加硫型シリコーンゴム組成物はスミスおよびハミル
トン(Smith&HamiltOn)の米国特許第3
689454号明細書中に記載のごとく非腐食性である
。本発明を一層詳しく説明するため、以下に実施例が示
される。
これらの実施例は本発明の実施を例証するためのもので
あつて、本発明の範囲を限定するものではない。なお、
実施例中の全ての割合は重量による値である。実施例
1 (浸漬管の付いた)分液漏斗、機械的攪拌機および(湿
式HCl捕集器に連結された)冷却器の装備された2e
フラスコ内にジフエニルジクロルシラン512部を充填
し、そこへメタノール128部を急速に滴下したところ
、HClが放出された。
フラスコの温度は最初10℃に低下したが、外部から加
熱や冷却を行なわなくても後に40℃まで上昇した。メ
タノールの添加が完了した後、30分間にわたつてバツ
チが還流させられた。バツチを還流させながら、更に1
28部のメタノールが添加され、そして160部の留出
物が回収された。バツチが50℃に冷却された。なお、
追加のメタノールはバツチのHCl濃度を低下させるた
めに使用されたのであつて、バツチのHCl濃度は37
20ppmとなつた。ナトリウムメチラートの10%メ
タノール溶液を添加することにより、バツチが(500
ppmNa0Hに相当する)塩基性に変えられた。次い
で、水40m1およびトルエン600m1を添加したと
ころ、フラスコの温度は65℃に上昇した。20分後、
還流が認められた。
還流開始から1時間後、3.7%HCl溶液の添加によ
つてバツチが中和された。それから、還流液体が蒸留回
収された。最初、67℃で多量の留出物が回収された。
次いで、バツチ温度は上昇し始めた。蒸留はバツチ温度
が118℃に達するまで継続された。バツチが熱い内に
P過によつて塩が除去され、次いでf液が冷却された。
冷却によつて生成した結晶が沢別され、それから冷トル
エンで1回洗浄された。その結果、187〜189゜C
の融点を有する270部のオクタフエニルシクロテトラ
シロキサンが68%の収率で得られた。実施例 2分液
漏斗、機械的攪拌機および(湿式HCl捕集器に連結さ
れた)冷却器の装備された11三つ首フラスコ内にジフ
エニルジクロルシラン253部が充填され、そこへ水9
部およびメタノール32部が添加された。
なお、これらの成分は予め混合され、分液漏斗内に充填
され、それから浸漬管を通してジフエニルジクロルシラ
ン中に滴下された。その結果、HClが放出捕集された
。水およびメタノールの添加が完了した後、30分間に
わたつてバツチが還流させられた。その後、20m1の
メタノールがバツチ中に滴下され、そして直ちに留去さ
れた。かかる操作の完了後、バツチのHCl濃度は13
000ppmとなつた。バツチが50%水酸化ナトリウ
ム溶液で中和され、次いで(NaOH溶液に由来するも
のを含め)総量が9m1となるように水が追加された。
1000ppmだけ過剰のNaOHを添加することによ
り、バツチが塩基性に変えられた。
次いで、トルエン200m1が添加され、そしてバツチ
が(67℃)で1時間にわたり還流させられた。3.7
%HCl溶液の添加によつてバツチが中和され、それか
ら揮発分の蒸留が開始された。
揮発分の蒸留はバツチ温度が120℃に達するまで継続
された。バツチが熱い内に沢過によつて塩が除去され、
次いでf液が冷却された。冷却によつて生成した結晶が
沢別された。こうして得られたケーキがアセトンで洗浄
され、再び沢別され、それから乾燥された。その結果、
187.5〜189℃の融点を有する134部のオクタ
フエニルシクロテトラシロキサンが68%の収率で得ら
れた。実施例 3 ジフエニルジクロルシラン253部を撹拌しながら、そ
こへ浸漬管を通してエタノール92%が室温下で滴下さ
れた。
HClが放出されたが、それは冷却器を介して湿式HC
l捕集器へ導かれた。エタノールの添加が完了した後、
30分間にわたつてバツチが還流させられた。還流を行
ないながら、更に92部のエタノールがバツチ中に滴下
され、そして直ちに留去された。かかる操作後における
バツチのHCl濃度は3200ppmとなつた。冷却後
、バツチが50%水酸化ナトリウム溶液で中和され、そ
れから1000ppmNa0Hの添加によつて塩基性に
変えられた。次いで、水18m1およびトルエン200
m1が添加され、そしてバツチが(79℃で)2時間に
わたり還流させられた。3.7%HCl溶液の添加によ
つてバツチが中和され、それから揮発分の蒸留が開始さ
れた。
揮発分の蒸留はバツチ温度が120℃に達するまで継続
された。バツチが熱い内にf過によつて塩が除去され、
次いで沢液が冷却された。冷却によつて生成した結晶が
P別された。こうして得られたケーキがアセトンで洗浄
され、再び沢別され、それから乾燥された。その結果、
188〜189℃の融点を有する145部のオクタフエ
ニルシクロテトラシロキサンが72%の収率で得られた
。実施例 4 10507のオクタメチルシクロテトラシロキサンを2
f.のポツトに装人し、ポツトを恒温浴中で160℃に
加熱した。
乾燥窒素ガスをこのシクロテトラシロキサン上に流して
乾燥した。オクタメチルシクロテトラシロキサン5m1
に微細に粉砕したKOHlOOppmを入れ、これを一
定の攪拌を続けながらポツトに加えた。ポツトの内容物
の粘度が30分以内に上昇し始めた。KOHの添加後1
時間してから、実施例1で調製されたオクタフエニルシ
クロテトラシロキサン1307および1・3・5・7テ
トラメチル一1・3・5・7テトラビニルシクロテトラ
シロキサン2.17を10000000センチポイズの
ポリマーを得る量のヘキサメチルジシロキサン連鎖停止
剤と共に加えた。オクタフエニルシクロテトラシロキサ
ンがオクタメチルシクロテl・ラシロキサンと共重合し
始めた。重合はKOHの添加後150℃で5.5時間続
けた。次いで反応混合物に3滴のアリルクロリドを加え
KOHを中和して重合体を安定化させた。次いで、環状
物をストリツピングにより除いてジフエニルシロキシ単
位を含んだ線状ジオルガノポリシロキサンを残留せしめ
た。得られた重合体の粘度は25℃で10000000
センチポイズであつた。次に、本発明の実施態様を列挙
すれば下記の通りである。
1.前記の(a)工程において、前記アルコールまたは
水とアルコールとの前記混合物が前記ジフエニルジハロ
ゲンシラン1モル当り少なくとも2.0モルの割合で添
加される、前記特許請求の範囲記載の方法。
2.前記の(c)工程において、前記水が前記反応生成
物1モル当り1.0〜4.0モルの割合で添加され、か
つ前記有機溶媒が前記反応生成物1モル当り少なくとも
2モルの割合で添加される、前記第1項記載の方法。
3.前記の(b)工程において、前記反応生成物を20
〜80℃に加熱することにより前記酸の大部分が除去さ
れ、次いで塩基の添加により前記反応生成物が中和され
る。
前記第2項記載の方法。4.前記Zc)工程において、
前記有機溶媒がトルエン、キシレン、ペンタン、オクタ
ンおよびシクロヘキサンの中から選ばれた1員である、
前記第3項記載の方法。
5.前記の(c)工程において、前記アルカリ性転位触
媒が水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの中から選
ばれた1員である、前記第4項記載の方法。
6.前記の(c)工程において、前記アルカリ性転位触
媒が10〜5000ppmの濃度で使用される、前記第
5項記載の方法。
7.Rが1〜8個の炭素原子を有するアルキル基の中か
ら選ばれた1員である、前記特許請求の範囲記載の方法
8.前記の(d)工程において、前記反応混合物が40
〜60℃で1〜6時間にわたつて加熱される結果、所望
のオクタフエニルテトラシロキサンが生成され、しかも
アルコールおよび水が除去される、前記第3項記載の方
法。
9,前記反応混合物に酸を添加することによつて前記反
応混合物が5〜10ppmだけ酸性またはアルカリ性と
なるように前記アルカリ性転位触媒を中和し、前記反応
混合物を80〜130℃に加熱して全てのアルコールお
よび水を除去し、それから前記反応混合物を室温に冷却
してオクタフエニルテトラシクロシロキサンを沈殿させ
る工程が追加包含される、前記第8項記載の方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a)式 (C_6H_5)_2SiX_2 (ここに、Xはハロゲン原子であり、しかも他のハロゲ
    ンシランは痕跡量しか含有されていない)で表わされる
    ジフェニルジハロゲンシランを式ROH(ここに、Rは
    低級アルキル基である)で表わされるアルコールまたは
    50(モル)%までの水と残部の前記アルコールとの混
    合物と接触させることにより、実質的に式(C_6H_
    5)_2Si(OR)_2 (ここに、Rは前記に定義された通りである)で表わさ
    れる反応生成物を生成させ、(b)生成した酸を除去し
    、(c)水、オクタフェニルシクロテトラシロキサンを
    溶解し、水と混和しない無極性有機溶媒およびアルカリ
    性転位触媒を前記反応生成物に添加し、(d)こうして
    得られた反応混合物を40〜80℃に加熱して所望のオ
    クタフェニルシクロテトラシロキサンを生成させ、(e
    )こうして生成されたオクタフェニルシクロテトラシロ
    キサンを採取して、これに式(R′_2SiO)_x (ここに、R′は1〜8個の炭素原子を有するアルキル
    基、シクロアルキル基およびアルケニル基の中から選ば
    れた1員、そしてxは3〜8の整数である)で表わされ
    るシクロシロキサン、式(R^2_3Si)_2O (ここに、R^2は1〜8個の炭素原子を有するアルキ
    ル基、シクロアルキル基およびアルケニル基の中から選
    ばれた1員である)で表わされる連鎖停止剤および10
    0〜500ppmの触媒を添加し、それから(f)こう
    して得られた混合物を100〜170℃で0.5〜30
    時間にわたり加熱することによつて250℃で1000
    〜200000000センンチポイズの粘度を有する線
    状ポリシロキサンを生成させる諸工程からなる、線状ポ
    リシロキサンの製造方法。
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